6月1－2日，臺(tái)積電在2021年線上技術(shù)論壇上帶來(lái)了先進(jìn)邏輯技術(shù)、特殊技術(shù)、以及3DFabric先進(jìn)封裝與晶片堆疊技術(shù)的最新創(chuàng)新成果，同時(shí)還針對(duì)擴(kuò)建晶圓廠進(jìn)展進(jìn)行了具體介紹。

（資料源自臺(tái)積電公告）

擴(kuò)建12座晶圓廠，EUV產(chǎn)能大爆發(fā)

會(huì)上，臺(tái)積電表示，全面啟動(dòng)3年1000億美元投資案，如今正以5倍的速度加快擴(kuò)產(chǎn)腳步，包括將在南科擴(kuò)建5nm晶圓廠及興建3nm晶圓廠，以及在竹科興建研發(fā)晶圓廠及2nm晶圓廠。

從業(yè)者整理的臺(tái)積電投資建廠計(jì)劃表來(lái)看，臺(tái)積電超大型晶圓廠區(qū)包括南科Fab18廠、南科Fab14廠、竹科Fab12廠、竹科Fab20廠、竹南封測(cè)廠、南科封測(cè)廠等，共計(jì)12座晶圓廠，2座封測(cè)廠。

臺(tái)積電營(yíng)運(yùn)資深副總經(jīng)理秦永沛表示，南科Fab18超大型晶圓廠將建置P1～P4共4座5nm晶圓廠，P5～P8共4座3nm晶圓廠。其中P1～P3廠已進(jìn)入量產(chǎn)，P4～P6廠正在興建中，未來(lái)將再擴(kuò)建P7～P8廠。另外，南科Fab14超大型晶圓廠將擴(kuò)建P8廠為特殊制程生產(chǎn)基地，AP2C封測(cè)廠亦興建中。

臺(tái)積電竹科Fab12超大型晶圓廠將擴(kuò)建P8～P9廠為研發(fā)中心，P8廠將在今年完成。預(yù)計(jì)在竹科寶山興建Fab 20超大型晶圓廠，現(xiàn)在仍在土地取得程序，未來(lái)將成為2nm生產(chǎn)重鎮(zhèn)。至于美國(guó)亞利桑那州5nm晶圓廠已開(kāi)始興建，2024年以月產(chǎn)能2萬(wàn)片量產(chǎn)計(jì)劃不變。

封測(cè)廠方面，秦永沛表示，臺(tái)積電已有4座先進(jìn)封測(cè)廠區(qū)，主要提供晶圓凸塊、先進(jìn)測(cè)試、后段3D封裝等業(yè)務(wù)，現(xiàn)在竹南興建的第5座封測(cè)廠AP6，未來(lái)將以前段3D封裝及晶片堆疊等先進(jìn)技術(shù)為主，而竹南封測(cè)AP6廠總面積是4座封測(cè)廠總面積的1．3倍，預(yù)計(jì)2022年下半年開(kāi)始量產(chǎn)SoIC先進(jìn)封裝制程。

此前，臺(tái)積電曾表示計(jì)劃在今年內(nèi)投資25至280億美元開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)先進(jìn)芯片。4月1日，臺(tái)積電再次宣布計(jì)劃將在未來(lái)三年內(nèi)投資1000億美元用于擴(kuò)大工廠產(chǎn)能。值得注意的是，目前全球正遭受?chē)?yán)重的半導(dǎo)體短缺困擾，這一問(wèn)題已經(jīng)對(duì)全球各行各業(yè)產(chǎn)生了巨大影響。由于新冠疫情的流行，包括手機(jī)，筆記本電腦甚至家用電器等市場(chǎng)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的需求?！笆袌?chǎng)需求＋產(chǎn)能不足”雙重影響下，臺(tái)積電擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃或能緩解緊張局面。

5nm家族新成員“N5A”制程

本次會(huì)議論壇上，臺(tái)積電還推出了5nm家族新成員「N5A」制程，旨在滿足當(dāng)前日益創(chuàng)新的汽車(chē)應(yīng)用對(duì)于運(yùn)算能力增加的需求。

據(jù)介紹，N5A使用了與“超級(jí)電腦”相同的技術(shù)并將之帶入車(chē)輛之中，搭載N5A的運(yùn)算效能、功耗效率、以及邏輯密度，同時(shí)符合AEC－Q100 Grade 2嚴(yán)格的品質(zhì)與可靠性要求，以及其他汽車(chē)安全與品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，臺(tái)積電的汽車(chē)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)也提供支持。N5A支持人工智能駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）及數(shù)位車(chē)輛座艙，并獲得汽車(chē)等級(jí)認(rèn)證。據(jù)悉，N5A預(yù)計(jì)于2022年第3季度問(wèn)世。

臺(tái)積電還在會(huì)議上透露了N4、N3技術(shù)的新進(jìn)展。其中，N4加強(qiáng)版由于減少光罩層，以及與N5幾近相容的設(shè)計(jì)法則，進(jìn)一步提升了效能、功耗效率、以及電晶體密度。自從在2020年臺(tái)積電技術(shù)論壇公布后，N4的開(kāi)發(fā)進(jìn)度相當(dāng)順利，預(yù)計(jì)于2021年第3季開(kāi)始試產(chǎn)；N3技術(shù)憑借可靠的FinFET電晶體架構(gòu)，具有最佳的效能、功耗效率、以及成本效益，相較于N5技術(shù)，其速度增快15％，功耗降低達(dá)30％，邏輯密度增加達(dá)70％ ，也進(jìn)一步擴(kuò)增EUV的使用，預(yù)計(jì)將在2022年下半開(kāi)始量產(chǎn)。

N6RF技術(shù)方面，臺(tái)積電將先進(jìn)的N6邏輯制程所具備的功耗、效能、面積優(yōu)勢(shì)帶入到5G射頻（RF）與WiFi 6／6E解決方案。相較于前一代16nm射頻技術(shù)，N6RF 電晶體的效能提升超過(guò)16％。此外，N6RF針對(duì)6GHz以下及毫米波頻段的5G射頻收發(fā)器提供大幅降低的功耗與面積，同時(shí)兼顧消費(fèi)者所需的效能、功能與電池壽命。臺(tái)積電N6RF制程亦將強(qiáng)化支援WiFi 6／6E的效能與功耗效率。

臺(tái)積電也首次發(fā)表N6RF制程，將先進(jìn)的N6邏輯制程所具備的功耗、效能、面積優(yōu)勢(shì)帶入到5G射頻（RF）與WiFi 6／6E解決方案。相較于前一世代的16奈米射頻技術(shù)，N6RF 電晶體的效能提升超過(guò)16％。此外，N6RF針對(duì)6GHz以下及毫米波頻段的5G射頻收發(fā)器提供大幅降低的功耗與面積，同時(shí)兼顧消費(fèi)者所需的效能、功能與電池壽命。臺(tái)積電N6RF制程亦將強(qiáng)化支援WiFi 6／6E的效能與功耗效率。

先進(jìn)的3D封裝技術(shù)：3DFabric

作為全球最強(qiáng)大的芯片代工廠，臺(tái)積電在芯片封測(cè)環(huán)節(jié)的技術(shù)實(shí)力同樣不可小覷。在臺(tái)積電看來(lái)，先進(jìn)封裝技術(shù)是進(jìn)一步擴(kuò)大密度的關(guān)鍵，而3D封裝技術(shù)是前進(jìn)的最佳途徑。

目前，臺(tái)積電在其晶圓級(jí)3DIC技術(shù)中已經(jīng)擁有強(qiáng)大的3D封裝技術(shù)組合，例如基片上晶片（CoWoS），集成扇出（InFO－R），晶片上晶片（COW）和晶片晶圓上（WoW）。本次會(huì)議上，臺(tái)積電宣布，將旗下系統(tǒng)整合晶片（SoIC）、整合型晶圓級(jí)扇出封裝（InFO）、基板上晶圓上晶片封裝（CoWoS）等先進(jìn)封裝技術(shù)大整合，命名為“3DFabric”，該技術(shù)將小芯片、高帶寬內(nèi)存和專用IP捆綁在一起，構(gòu)成了異構(gòu)封裝。臺(tái)積電持續(xù)擴(kuò)展由3D矽堆疊及先進(jìn)封裝技術(shù)組成的完備3DFabric系統(tǒng)整合解決方案。臺(tái)積電預(yù)計(jì)，2022年底將有5座“3DFabric”專用晶圓廠。

全球缺芯潮下，作為全球最大的芯片代工廠，臺(tái)積電2020年卻是賺的盆滿缽滿。在此前公布的2020年財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)中透露信息顯示，公司2020財(cái)年年報(bào)顯示，2020財(cái)年全年歸屬于普通股東凈利潤(rùn)為5178．85億新臺(tái)幣，同比增長(zhǎng)46．32％，營(yíng)業(yè)收入為1．34萬(wàn)億新臺(tái)幣，同比增長(zhǎng)25．17％。原因是全球?qū)χ悄苁謾C(jī)、高性能計(jì)算設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的需求強(qiáng)勁。

從細(xì)分市場(chǎng)分布來(lái)看，智能手機(jī)是貢獻(xiàn)2020年臺(tái)積電營(yíng)收最多的產(chǎn)品類別，較2019年增長(zhǎng)23％；數(shù)據(jù)中心（高效能運(yùn)算）訂單年增39％，是需求成長(zhǎng)最強(qiáng)勁的類別；物聯(lián)網(wǎng)營(yíng)收年增率28％，首次營(yíng)收貢獻(xiàn)跨過(guò)千億新臺(tái)幣大關(guān)；車(chē)用電子受客戶保守下單影響，2020年逆勢(shì)衰退7．4％，這可能體現(xiàn)了今年的車(chē)用半導(dǎo)體缺貨效應(yīng)的成因。從近期全球芯片市場(chǎng)的火爆程度來(lái)看，臺(tái)積電訂單量激增，產(chǎn)能滿載，未來(lái)極有可能繼續(xù)創(chuàng)下新高峰。